Устройство контроля режима работы зерноуборочного комбайна

(51)4 А 0 1 0 41/О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Г 4 фЯ юг(61) 113545 (21) 364295 (22) 29.07. (46) 23,04.8 (71) Кубанск исследовател нию тракторо(54) (57) РАБОТЫ ЗЕ авт.св, В есятем СТРОЙСТВ НОУБОРОЧ 1135450,КОНТРОЛЯ РЕЖИМАГО КОМБАЙНА пот л и ч а ю щелью расширения то, с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ Пономарев, А.И. Хорольцевников, В,Н. Долгополов,ицын и В,И, Орлов54 (088. 8)ское свидетельство СССРкл. А 01 0 41/02, 1983,функциональных воэможностей оно снабжено датчиками включения рабочих органов жатки и выгруэного шнека, двумяформирователями, двумя КБ-триггерами,регистром и клапаном опроса, приэтом каждый из введенных датчиков через введенные формирователи и КБтриггеры связаны с информационнымивходами введенного регистра, вход установки в 0" которого соединен сшиной "Сброс" электронного блока обработки информации, а выход черезвведенный клапан опроса связан с информационными шинами микропроцессора,причем управляющие входы введенногоклапана опроса соединены с адреснымивыходами микропроцессора и шинамистробирования электронного блока обработки информации.Изобретение относится к измерительной технике, . может быть использовано для определения и контроля оптимального режима работы зерноуборочного комбайна в реальных производственных условиях и является усовершенствованием изобретения по авт.св.У 1135450.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей устройства,На чертеже представлена схемапредлагаемого устройства,Устройство контроля режима работызерноуборочного комбайна содержитрасходомер 1 топлива, логические элементы 2 и 3, счетчик 4 расхода топлива, состоящий из четырех счетчиков скоэффициентом счета 1 О каждый и переключателя выбора диапазона измерения расхода топлива, клапан 5 опроса 20для считывания информации со счетчика4 и ввода ее в память, триггер 6 интервала, дифференцирующие цепочки 7и 8, схемы 9-12 задержки, триггеры13 и 14 с задержкой, канал 15 измерения времени опыта, датчик 16 частоты вращения коленчатого вала, логические элементы И 17 - 19, счетчик20 функциональный, счетчик 21 буферный, счетчик 22 интервала, клапаны З 023 и 24 опроса, генератор 25 кварцевый, схемы 26 - 28 задержки с дифференцирующими цепочками, датчик 29температуры например, 3 ТСМ) сосхемой 30 преобразования, микропро- З 5цессор 31, дешифратор 32 адресный,устройство 33 индикации, ячейки 3437 опроса, счетчик 38, ячейки 3944 опроса, левый 45 и правый 46 датчики пути герконового типа, логические элементы И 47 - 50, счетчики51 - 54, клапаны 55 - 58 опроса,пьезоэлектрические датчики 59 и 60потерь, логические элементы ИЛИ 61и 62, логические элементы И 63 и 64, 45счетчик 65, клапаны опроса 66 и 67,датчик, 68 включения рабочих органов,датчик 69 включения выгрузного шнека, генератор 70 переменного напряжения двигателя, формирователи 71 - 5073,.регистр 74, клапан 75 опроса,КЯ-триггеры 76 и 77, кнопку 78.Сигналы от расходомера 1 топлива поступают на один иэ входов логичес кого элемента И 2. В исходном состоянии ячейка элемента 2 закрыта,сигналом "0" с прямого выхода триггера 13 с задержкой, а элемент И 13открыт единичным сигналом "0" инверсного выхода того же триггера 13.С приходом первого импульса с расходомера 1 топлива, который, пройдя элемент 2, поступает на вход триггера 6 интервала непосредственно и на вход Б-триггера 13 с задержкой через дифференцирующую цепочку, схему задержки. Оба триггера устанавливаются в единичное состояние, причем триггер 13 с задержкой - через некоторое время, В результате этого на прямом выходе триггера 6 интервала Формируется передний фронт интервала оптимизации (длительности времени опыта), а сигналы с выхода триггера 13 с задержкой меняют состояния логических элементов 2 и 3. Элемент 3 закрывается, а элемент 2, открываясь, пропускает импульсы с выхода расходомера на счетчик 4, Последний ,имеет регулируемый коэффициент деления, осуществляемый переключателем не показан), который позволяет менять диапазон задаваемой величины потребления топлива в зависимости от мощностидвигателя. После заполнения счетчика 4 на его выходе появ- ляется сигнал "1", который подается на входы триггера 6, интервала и триггера 13 с задержкой 3 через.соответствукнцие схемы управления, которые устанавливаются в исходное сос" тояние. Элемент 2 закрывается, и поступление импульсов на вход счетчика прекращается. С приходом следующего импульса все повторяется сначала.Сброс счетчика осуществляется передним Фронтом импульса длительности времени оптимизации. Накопленная в счетчике информация через клапан 5 передается в память микропроцессора 31 после прихода импульса опроса на стробирующий вход клапана 5 опроса.гВ канале измерения частоты вращения коленчатого вала вырабатываются интервалы длительности 5 с, в течение которых происходит измерение частоты вращения.С выхода кварцевого генератора 25 тактовые импульсы частотой 10 Гц поступают на схему формирования интервала длительностью 5 с, которая работает аналогично схеме выработки ин 1225501тервала времени оптимизации, Счетчик27 имеет коэффициент счета 50, т.е.после поступления на вход счетчикапятидесяти импульсов, вырабатываетсяинтервал длительностью 5 с, дальнейшее поступление импульсов прекращается и схема переходит в исходноесостояние.Вследствие того, что переднийфронт первого 5-секундного интервала синхронизирован с передним Фронтом длительности времени оптимизации,а задний фронт последнего - нет, этоможет .затруднить опрос информации,находящейся в функциональном счетчике20 числа оборотов, так как опрос может совпасть с периодом накопленияинформации в счетчике. Для предотвращения этого явления информация, находящаяся в счетчике 25, периодическипереписывается в буферный счетчик 21,откуда она считывается и вводится впамять микропроцессора 31, Канал измерения уровня температуры топливавведен с целью внесения поправок наплотность топлива,Он состоит из датчика 29 температуры, схемы 30 преобразования, состоящей из преобразователя уровня температуры в частоту, преобразователячастоты в код, клапана опроса (непоказаны).Информация в микропроцессор 31вводится и выводится по шестнадцатишинам параллельным кодом.Код адреса поступает на вход дешифратора 32 по четыремшинам. Сигналыопроса с выхода дешифратор а поступаютна один из входов ячеек 34 - 37, 3944, 86 опроса. На два других входаэтих элементов подаются сигналы синверсных выходов триггеров 6 и 13.Импульсы с левого 45 и правого 46 датчиков пути начинают поступать на входы левого 51 и правого 52 счетчиков через логические элементы И 55 и 56 с началом выработки переднего фронта интервала времени оптимизации Ьй и заполнение счетчиково51 и 52 идет за все время оптимизации, Так как поступление. первого импульса датчика пути не синхронизированно с передним фронтом времени оптимизации, то возникает задача определения интервала Ьй . Для этой цели на триггерах 84 и 85 Формируется сигнал длительности Ьй, за время которого происходит заполнение счетчиков 53 и 54, частотой 100 Гц,информация с которых считывается впамять микропроцессора 31.Каналы потерь соломотрясом и подстаном очистки идентичны. Потерянные зерна, ударяясь о поверхностьдатчиков 59 и 60 на основе пьезоэлементов, вырабатывают импульсы. Счетчисла импульсов ведется за время оп О тимизации в счетчиках 65 и 38, Информация со счетчиков через клапаны66 и 67 опроса переписывается в память микропроцессора 31.Датчик 68 включения рабочих органов-герконового типа. При опускании рабочего органа (жатки) в рабочее положение с выхода датчика 68снимается логический сигнал "1" или"0", который через Формирователь 71поступает на вход КБ-триггера 76,выполняющего функцию памяти и устранения дребезга контактов геркона.Канал измерения технологическогообслуживания аналогичен каналу наг рузки. С выхода генератора 70 переменного напряжения двигателя переменное напряжение выпрямляется иприводится к уровню ТТЛ схем в формирователе 73.Сформированные логические сигналы подаются на входные шины регистра4, Информация с выхода регистра через клапан 75 опроса считывается изаносится в память микропроцессора31.35Частота микропроцессора Р,значительно выше частот, вырабатываемых устройством, и в зависимостиот типа выбранного микропроцессорасоставляет 100 - 50 кГц, После обработки введенной информации последняя выдается на цифровой индикатор.При выходе степени загрузки двигателя (либо других параметров) за пре делы допускового контроля осуществляется звуковая и световая прерывистая сигнализация.В микропроцессор 31 вводят экспериментальные характеристики двигателя - зависимости расхода топливаи частоты вращения коленчатого валаот эффективной мощности, численноезначение максимальной эффективностимощности 6 =Е, (Ие); п,=Г (Юе);55 Ие, , частоту вращения коленчатоговала двигателя при его холостом ходеи при максимальной эффективной мощности и расход топлива при холосгде птмИся Ие3еаза с чфХ3,6е,том ходе двигателя С а также эмпирические зависимости коэффициентов корректировки цены одного импульса расходомера топлива от уровня температуры и массового расходаОпределение текущего расхода топлива микропроцессор осуществляет по Формуле где С, - текущий (дискретный) расход топлива двигателя задлительность Ь.,; 5И, - количество импульсов датчика расхода топлива;- цена одного импульса;1", и К, ; безразмерные коэффициентыкорректировки цены импульса 20соответственно от уровнятемпературы топлива и массового расхода;М, - длительность времени оптимизации. 25Сравнивая дискретное значение рас-. хода топлива С, :с экспериментальной зависимостью С, = Й, (Ие), микропроцессор определяет численные значения эффективной мощности, а по ЗО частоте вращения коленчатого вала в соответствии с экспериментальной зависимостью и,= Г (Ие) устанавливается принадлежность режима работы к регуляторной или корректорной ветви затем по формуле определяют коэффициент загрузки двигателя. Знак минус перед численнымзначением коэффициента загрузки двигателя условно указывает на перегрузку (работа на корректорной ветви).Коэффициент загрузки двигателя в режиме реального времени фиксируетсяи выводится на устройстве индикациидля выработки управляющих воздействий человеком-оператором. О Диагностирование технического состояния двигателя выполняют по значению расхода топлива при максимальной частоте вращения коленчатого вала (холостой ход двигателя) и и С,. Совокупность этих двух показателей характеризует конкретное состояние двигателя. Для диагностирования можно применять длительностиразгона или выбега собственных масс двигателяЗная Ие , легко определить тяиаксговую мощность по коэффициентам загрузки двигателя на регуляторной ветви и си сп с рабочей машиной икаасР Кхбез нее Ме Ие,Ие- мощности на пере-движение мобильной машины и в агрегате с рабочей машиной;И - тяговая мощность.тягДля измерения коэффициента полезного действия тяговых машин заранее определяют теплотворную спосббность ,топлива, затем определяют мощность на передвижение тяговой машины с помощью протарированных (проверенных) тяговых средств в фиксированных условиях и за счет самопередвижения, фиксируя при этомИ и Ч-г; КПД тяговой машины;мощность на передвижениетяговой машины, л.с.;коэффициент перевода лошадинных сил в ккал (кал 1;теплотворная способностьсекундного расхода топлива,ккал (кал) в условиях самопередвижения,К = 75 -- = 0.,176 1 427 аРасчет режима оптимизации производится по следующим формулам. Путь за время оптимизации 4,м п 1,где гк - количество оборотов датчика пути, об/мин; к - длина окружности датчика пути, 0,5 - 4 м. 2, Скорость движения агрегата,км/ч50 ЧР =О, 5-36 км/ч,Допусковый контрольР Р макс3. Производительность агрегата,га/чО,где Вр - рабочая ширина захвата,1 - 30 м.4. Буксование колес Я ,= 1 - 15 Е.Допусковый контрольЯ с ЯРмаксКоличество оборотов результируюи, и 2 5. Расход топлива за ьг, кг00 см" п. Чт 0ГДЕ Иоск - КОЛйЧЕСтВО ИМПУЛЬСОВ РаСходомера топлива;о - цена импульса расходомераттоплива, Г.6. Удельный расход топлива, кг/ч 8. Степень загрузки двигателя Допусковый контроль д наом Ч =-03-1. ноом9. Величина потерь зерна, ц/гагде г - количество ударений о датЧАчик (количество потерянных зерен);А - вес 1000 зерен, кг,Допусковый контроль10Прямые затраты денежных средств, руб/га П - + -- + Х Цг, Си ЦаР Р где г,= 0,1 - 5,0; Цр= 0,05 - 0,5; Ц= 5 - 50. Допусковый контроль аос 1,от10Выработка интервалов оптимизациипроисходит периодически в течениеработы двигателя и потребления имтоплива. 5После окончания времени оптимизации, опроса и ввода информации в память микропроцессора она не сти.рается, а переписывается в другие ячейки памяти с целью накопления информации в течение смены и логической обработки. Алгоритм информационно-измерительной системы аппаратуры следующий.1. Происходит накопление информации времени основной работы. В ячейку памяти записьвается данный параметр по конъюнкции с величиной расхода топлива за время основной работы и пути. Все три параметра заносятся отдельно, в ячейки памяти. Время основной работы характеризуется рабочим состоянием датчика нагрузки (Д).2. Время холостого переезда характеризуется нерабочим положением датчика нагрузки.Все три параметра также работают по конъюнкции и значения их записываются в другие ячейки.3. Если время по п.2 менее 2 мин, то оно заносится в специальную ячейку "Время поворотов".4. При времени по п,2 менее 2 мин путь не регистрируется.5,. Время технологического обслуживания агрегатаПриоритет - от датчика в зерновом потоке выгрузногос шнека (ДТО) .При отсутствии сигналов с датчиков основной работы это время заносится в ячейку "Время технологического обслуживания",6. Среднее значение степени загрузки.225501 Составитель Б. КузьмичРедактор Л. Гратилло Техред Г.Гербер Корректор А,Тяско Заказ 2013/1 Тираж 679 ПоцписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5. Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Находится среднее значение из всех проведенных опытов и заносится в отдельную ячейку.7. Среднее значение количества оборотов коленчатого вала эа время, в течение которого сохраняется заданный номинал частоты вращения коленчатого вала двигателя при основной работе. 8. Среднее значение потерь зерна.9, Время суммарное,Применение предлагаемого изобретения позволяет значительно снизить погрешность измерения потребляемой мощности на привод жатки и молотильного барабана, получить информацию о степени загрузки двигателя и его тех О ническом состоянии.ф